WO2013157570A1 - 撮影装置、撮影方法およびプログラム - Google Patents

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増田　健
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a photographing apparatus, a photographing method, and a program for creating a photograph in which a part of a newly photographed photograph is replaced with a part of a photograph photographed in the past.
  • the conventional photographing apparatus performs skin beautification processing (see Patent Document 1) and smoothing processing (see Patent Document 2) on the photographed image to hide the deterioration of the skin or reduce wrinkles. Some perform image correction processing.
  • print sticker machines that create photos printed on stickers, those that perform decoration processing such as extremely deforming eyes or putting lame, regardless of age, etc. is there.
  • the person who is the subject of the photo has the desire to hide his skin fades, make wrinkles thinner, and show his photograph of his face younger. It is demanded to install a function that satisfies the desire of the subject person.
  • An object of the present invention is to provide a photographing apparatus, a photographing method, and a program capable of solving the problems of the prior art and photographing a photograph in which a subject is younger than actual.
  • the present invention includes a photography unit that takes a picture and obtains image data; A database in which predetermined frequency components of one or more photographs taken in the past by the photography unit are accumulated; A frequency component extraction unit that extracts a predetermined frequency component from the image data of a photograph newly taken by the photography unit; A region dividing unit that divides a frequency component of a newly photographed photo into two or more divided regions; The maximum neighboring area where the frequency component of each divided area of the newly photographed photo is compared with the frequency component of each corresponding divided area of the database, and the total number of components included in each frequency component is the maximum A maximum neighborhood calculation unit for obtaining A part of the first extracted components extracted from the frequency components outside the maximum neighboring region of each divided region of the newly photographed photograph are converted into the frequency components outside the maximum neighboring region of the corresponding divided region of the database.
  • a part of the second extracted component extracted from the inside includes a component replacement unit that replaces the position of the frequency component of a newly photographed photo corresponding to the position of the second extracted component.
  • the maximum neighborhood region calculation unit determines a predetermined value from a third extracted component extracted by a predetermined extraction process from a frequency component of each divided region of a newly photographed photograph and a frequency component of each corresponding divided region of the database. It is preferable to collate with the fourth extraction component extracted by the extraction processing to obtain the maximum neighborhood region in which the total number of the components included in each extraction component is the maximum.
  • the component replacement unit converts the first extracted component extracted by the predetermined extraction process from the frequency components outside the maximum neighborhood area of each divided area of each newly photographed photograph into corresponding divided areas in the database. It is preferable that the second extracted component extracted by a predetermined extraction process is replaced from the frequency components outside the maximum neighborhood region.
  • the component replacement unit includes ⁇ (n ⁇ 1) pieces ( ⁇ is a coefficient, n) extracted by a predetermined extraction process from frequency components outside the maximum neighboring region of each divided region of a newly photographed photograph. Is the integer of n ⁇ 1 representing the number of times of shooting, n-1 is the number of times the frequency component of the photograph stored in the database has been updated), and the first extracted component is outside the maximum neighborhood area of each corresponding divided area of the database. It is preferable that the frequency component is replaced with ⁇ (n ⁇ 1) second extracted components extracted by a predetermined extraction process.
  • a database update unit for replacing the second extracted component with the position of the frequency component of the database corresponding to the position of the first extracted component is replaced with the first extracted component.
  • the database update unit uses the second extracted component extracted by the predetermined extraction process from the frequency components outside the maximum neighboring area of each divided area of the database, and the corresponding divided area of each newly photographed photograph. It is preferable to replace the first extracted component extracted by a predetermined extraction process from the frequency components outside the maximum neighborhood region.
  • the database updating unit obtains ⁇ (n ⁇ 1) pieces ( ⁇ is a coefficient and n is the number of photographing times) extracted by a predetermined extraction process from frequency components outside the maximum neighboring region of each divided region of the database.
  • n ⁇ 1 and n ⁇ 1 is the number of times the frequency component of the photograph stored in the database has been updated), and the second extracted component is outside the maximum neighborhood area of each corresponding segment of the newly photographed photograph. It is preferable that the frequency component is replaced with ⁇ (n ⁇ 1) first extracted components extracted by a predetermined extraction process.
  • the predetermined extraction process is a round robin or a component is extracted by comparing a component at an arbitrary location with a reference value.
  • the predetermined extraction process is to extract components using a random function.
  • the frequency component extraction unit extracts the first frequency component and the second frequency component having a frequency lower than the first frequency component as the predetermined frequency component, It is preferable that the region dividing unit, the maximum neighborhood region calculating unit, and the component replacing unit perform processing for each of the first and second frequency components.
  • a component normalization unit that normalizes the number of components included in the frequency components of newly photographed photographs, It is preferable that the area dividing unit divides the normalized frequency component into divided areas.
  • the frequency component extraction unit extracts the first frequency component and the second frequency component having a frequency lower than the frequency of the first frequency component as the predetermined frequency component, It is preferable that the region dividing unit, the maximum neighborhood region calculating unit, the component replacing unit, and the component normalizing unit perform processing for each of the first and second frequency components.
  • the frequency component extraction unit preferably extracts a frequency component from the image data in the focus area.
  • an image generation unit that generates a replacement image from the frequency component of a newly photographed photograph in which the first extraction component is replaced with the second extraction component.
  • an image data storage unit that stores the image data of the replaced image is provided.
  • the present invention also includes a photography step of taking a picture and obtaining image data; A frequency component extraction step for extracting a predetermined frequency component from the image data of the photograph newly taken by the photography step; A region dividing step of dividing a frequency component of a newly photographed photo into two or more divided regions; The frequency components of each divided area of a newly photographed photo are compared with the frequency components of the corresponding divided areas of the database in which the frequency components of one or more photographs taken in the past are stored.
  • a part of the first extracted components extracted from the frequency components outside the maximum neighboring region of each divided region of the newly photographed photograph are converted into the frequency components outside the maximum neighboring region of the corresponding divided region of the database.
  • a part of the second extracted component extracted from inside includes a component replacement step for replacing the position of the frequency component of the newly photographed photo corresponding to the position of the second extracted component.
  • the present invention also provides a program for causing a computer to execute each step of the photographing method described above.
  • the present invention also provides a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the above-described photographing method is recorded.
  • some of the extracted components of the frequency components of the newly photographed photo correspond to the extracted components of the frequency components of the previously photographed photo, corresponding to the positions of the extracted components of the past photo, Replaced with the position of the new photo.
  • FIG. 5A is a conceptual diagram showing a state of replacing the first extracted component of the standardized high frequency component of the newly photographed photo with the second extracted component of the high frequency component of the database for the high frequency component shown in FIG. is there.
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment showing a configuration of a photographing apparatus of the present invention.
  • the photographing apparatus 10 shown in the figure creates a photograph in which a part of a newly photographed photograph is replaced with a part of a photograph photographed in the past, a photograph photographing unit 12, a database 14, Focus area detection unit 16, frequency component extraction unit 18, component normalization unit 20, region division unit 22, maximum neighborhood region calculation unit 24, component replacement unit 26, database update unit 28, image generation unit 30 and an image data storage unit 32.
  • the photo shooting unit 12 takes a picture and acquires the image data (digital data) like a digital camera, a mobile terminal such as a mobile phone having a camera function or a smartphone.
  • the database (DB) 14 is a database in which predetermined frequency components of one or more photographs taken in the past by the photograph photographing unit 12 are accumulated.
  • a high frequency component (first frequency component) and a medium frequency component (second frequency component) having a frequency lower than the frequency of the high frequency component are extracted as the predetermined frequency components.
  • the frequency of the high frequency component is determined by the performance of the photography unit 12, and the frequency of the medium frequency component is defined by, for example, the frequency of the high frequency component / 2 ⁇ 2.
  • the focus area detection unit 16 detects a focus area of a photo newly taken by the photo shooting unit 12.
  • the distance (shooting distance) between the subject (photographer) and the photographing unit 12 is the length (reach) of the photographer's arm and is focused on the center of the face (usually the position of the nose) are considered to be combined.
  • the frequency component extraction unit 18 extracts a predetermined frequency component from the image data in the focus area of a newly photographed photo, in the case of the present embodiment, as described above, a high frequency component and an intermediate frequency component.
  • the component normalization unit 20 normalizes the number of components included in the frequency component in the focus area of a newly photographed photograph. In the case of self-portrait, if the shooting distance changes, the size of the subject's face changes, and the number of pixels per unit area of the photographed photo changes. Therefore, the component normalization unit 20 normalizes the number of components included in the frequency component per unit area.
  • the area dividing unit 22 divides a frequency component in a standardized focus area of a newly photographed photograph into two or more small areas (divided areas).
  • Each divided region is not necessarily rectangular, as long as it can be divided into small regions having substantially the same area, such as a triangle or a honeycomb shape, and does not necessarily have to be a region having the same shape or similar shape.
  • the area of each divided region can be determined as appropriate. When the areas of the divided areas are different, the divided areas may be treated equally by weighting the difference in area. Further, adjacent divided regions may have overlapping portions.
  • the maximum neighborhood area calculation unit 24 collates the frequency components of each divided area of the newly photographed photograph with the frequency components of the corresponding divided areas of the database 14, and the components included in the respective frequency components are identified. The maximum neighborhood area in which the total number of coincidence is maximum is obtained.
  • the maximum neighborhood area calculation unit 24 may collate a newly photographed photographed area with a divided area of the database 14 corresponding to the one-to-one correspondence, or each of a plurality of divided areas of the surrounding database 14. It is also possible to obtain the maximum neighboring area by collating.
  • the component replacement unit 26 corresponds to each of the extracted components (first extracted components) extracted from the frequency components outside the maximum neighboring region of each divided region of the newly photographed photograph in the database 14.
  • the position of the frequency component of the newly photographed photograph corresponding to the position of the second extracted component in the partial extracted component (second extracted component) extracted from the frequency components outside the maximum neighborhood region of the divided region Is to be replaced.
  • the database update unit 28 replaces the second extracted component with the first extracted component with the position of the frequency component in the database 14 corresponding to the position of the first extracted component.
  • the image generation unit 30 generates a replacement image from the frequency component of a newly photographed photograph in which the first extraction component is replaced with the second extraction component by the component replacement unit 26.
  • the image data storage unit 32 stores the image data of the replaced image.
  • a photo of the subject is taken by the photo taking unit 12, and the image data is acquired (step S1).
  • the photographer takes a selfie, and a face photograph of himself / herself is taken for several years, and high frequency components and medium frequency components of one or more photographs taken in the past are accumulated in the database 14. It shall be.
  • the focus area detection unit 16 detects the focus area of the photograph newly photographed by the photograph photographing unit 12 (step S2). For example, a region indicated by a circular frame in FIGS. 3 and 4 is a focus region.
  • the frequency component extraction unit 18 extracts a high frequency component from the image data in the focus area of the newly photographed photograph (step S3A). Similarly, a medium frequency component is extracted (step S3B).
  • 3A and 3B are conceptual diagrams showing images of high-frequency components and medium-frequency components extracted from image data in the focus area of a newly photographed photograph.
  • the image of the high-frequency component shown in FIG. 6A is a clear image because it represents a portion whose shape is finely changed, such as the eyes, nose, mouth, and the like.
  • the image of the medium frequency component shown in FIG. 5B represents a portion where the shape is roughly changed, the image is blurred.
  • the components included in the high frequency component and the medium frequency component include a dense portion and a rough portion according to the shape of each part of the subject.
  • the component normalization unit 20 normalizes the number of components included in the high frequency components in the focus area (step S4A). Similarly, the number of components included in the medium frequency component is normalized (step S4B).
  • the region dividing unit 22 divides the standardized high frequency component in the focus region of the newly photographed photograph into divided regions (step S5A). Similarly, the medium frequency component is divided into divided regions (step S5B). Further, although simplified in FIG. 2, similarly, as shown in FIG. 4B, each of the high frequency component and the medium frequency component stored in the database 14 is divided into divided regions (step S5C). Or the frequency component of the database 14 may be divided
  • an extracted component (third extracted component) extracted at random using, for example, a random function from among the high frequency components of each divided region of the newly photographed photograph by the maximum neighborhood region calculating unit 24.
  • the extracted component (fourth extracted component) extracted at random from the high frequency components of the corresponding divided regions in the database 14, and the total number of the components included in the respective extracted components matches.
  • the maximum neighboring region that is the maximum is obtained (step S6A).
  • the maximum neighborhood region is also obtained for the medium frequency component (step S6B).
  • FIGS. 5A and 5B are conceptual diagrams showing the maximum neighboring regions of the high frequency component and the medium frequency component, respectively.
  • the square frames in FIG. 4A and FIG. 4B respectively correspond to the newly taken photograph (after normalization) and the high-frequency component and medium-frequency component of the database 14.
  • the one divided area shown is represented, and the circular frame represents the maximum neighboring area.
  • components included in each of the high-frequency component and the medium-frequency component are indicated by black circles.
  • the maximum neighboring area is determined for each divided area, the largest neighboring area has a size included in the area of each divided area. Further, the maximum neighboring area has the same position and the same size in the newly photographed photograph and the divided area of the database 14.
  • the fact that the maximum neighboring area is large means that the degree of coincidence between a newly taken photograph and a photograph taken in the past is large in the divided area, that is, a newly photographed photograph is taken in the past. It means that the change from the photographed is small.
  • the fact that the maximum neighboring area is small means that the degree of coincidence between the two is small in the divided area, that is, a newly photographed photograph has a large change from a photograph photographed in the past.
  • ⁇ (n ⁇ 1) pieces ( ⁇ is a coefficient, n) randomly extracted from the high frequency components outside the maximum neighboring area of each divided area of each newly photographed picture by the component replacement unit 26. Is the integer of n ⁇ 1 representing the number of times of shooting, and n ⁇ 1 is the number of times the frequency component of the photograph stored in the database 14 has been updated).
  • the ⁇ (n ⁇ 1) second extracted components randomly extracted from the outside frequency components are replaced with the positions of the high frequency components of the newly photographed photograph corresponding to the positions of the second extracted components. (Step S7A).
  • the medium frequency component is also replaced (step S7B).
  • ⁇ (n ⁇ 1) second extracted components randomly extracted from the frequency components outside the maximum neighboring region of each divided region of the database 14 are newly photographed by the database update unit 28.
  • ⁇ (n ⁇ 1) first extracted components randomly extracted from frequency components outside the maximum neighboring region of each corresponding divided region of the photograph correspond to the position of the first extracted component.
  • the high frequency component replaced with the position of the high frequency component and accumulated in the database 14 is updated (step S7C). Similarly, the medium frequency component is also replaced.
  • the size (information amount) of the image changes before and after the processing.
  • an image after processing is larger than an image before processing.
  • the component replacement unit 26 and the database update unit 28 replace the first extracted component and the second extracted component. For this reason, the photo after the replacement and the magnitude (information amount) of the frequency component stored in the database 14 do not change at all before and after the replacement.
  • steps S6A, S6B, S7A, S7B, and S7C it is not essential to extract components randomly from the respective frequency components.
  • the components may be extracted by collating the components of the brute force or arbitrary positions with the reference value.
  • the component replacement unit 26 replaces the first extraction component with the second extraction component
  • the database update unit 28 replaces the second extraction component with the first extraction component.
  • FIG. 6 shows how the first extracted component of the standardized high frequency component of the newly photographed photo is replaced with the second extracted component of the high frequency component of the database for the high frequency component shown in FIG. FIG.
  • the first and second extracted components are indicated by white circles.
  • the first extracted component is deleted in the newly photographed divided region, and the second extracted component is located at the position of the newly photographed photo corresponding to the position of the second extracted component. Be placed.
  • the second extracted component is deleted, and the first extracted component is arranged at the position of the database 14 corresponding to the position of the first extracted component.
  • the image generation unit 30 generates a replacement image (photograph) from the high-frequency component and the medium-frequency component of the newly photographed photo in which the first extraction component is replaced with the second extraction component. (Step S8).
  • the image data storage unit 32 stores the image data of the replaced image (step S9).
  • a part of the extracted components of the frequency components of the newly photographed photograph is replaced with a part of the extracted components of the frequency components of the photographed photograph in the past. Is replaced with the position of a new photo corresponding to the position of.
  • the time can be rewound to a state before the skin is weakened and fine wrinkles, sag, edema, etc. increase, and a photograph can be taken in which the subject appears younger than it actually is.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a plurality of photographs taken over several years.
  • two frequency components, a high frequency component and a medium frequency component are extracted from a photograph, it is not limited to this, You may extract only one frequency component, and three or more frequencies Components may be extracted.
  • the present invention is basically as described above. Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　撮影装置は、新たに撮影された写真の画像データから所定の周波数成分を抽出して、分割領域に分割し、新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分とデータベースの各々対応する分割領域の周波数成分とを照合して、それぞれの周波数成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求め、新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第１抽出成分を、データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第２抽出成分に、第２抽出成分の位置に対応する、新たに撮影された写真の周波数成分の位置に置換する。

Description

撮影装置、撮影方法およびプログラム
　本発明は、新たに撮影された写真の一部が過去に撮影された写真の一部に置換された写真を作成する撮影装置、撮影方法およびプログラムに関するものである。
　近年、デジタルカメラや、カメラ機能を有する携帯電話やスマートフォン等の携帯端末の普及に伴って、写真を手軽に撮影することができる。例えば、自分自身ないし自分自身を含む友人にカメラを向けて写真の撮影を行う、いわゆる自分撮り（自撮り）を行って、数年にわたって自分自身の顔写真を撮影すると、年齢を重ねるに従って肌が衰え、小じわ、弛み、浮腫みなどが増えて若干顔つきが変わってくる。
　これを改善するために、従来の撮影装置には、撮影された写真に美肌処理（特許文献１参照）やスムージング処理（特許文献２参照）を施して、肌の衰えを隠したり、しわを薄くする画像補正処理を行うものがある。その一方で、シールに印刷された写真を作成するプリントシール機などに代表されるように、年齢に関係なく、目を極端に大きく変形したり、ラメを入れるなどのデコレーション処理を行うものなどもある。
　写真の被写体の人物には、上記のように、肌の衰えを隠したり、しわを薄くして、撮影された自分の顔写真を若々しく見せたいという願望があり、撮影装置には、このような被写体人物の願望を満足させる機能を搭載することが求められている。
特開２０１０－２４４２３９号公報 特開２００４－２４６４５６号公報
　本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、被写体が実際より若かりし頃に写る写真を撮影することができる撮影装置、撮影方法およびプログラムを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、写真を撮影して画像データを取得する写真撮影部と、
　写真撮影部により過去に撮影された１枚以上の写真の所定の周波数成分が蓄積されたデータベースと、
　写真撮影部により新たに撮影された写真の画像データから所定の周波数成分を抽出する周波数成分抽出部と、
　新たに撮影された写真の周波数成分を２以上の分割領域に分割する領域分割部と、
　新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分とデータベースの各々対応する分割領域の周波数成分とを照合して、それぞれの周波数成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求める最大近傍領域算出部と、
　新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第１抽出成分を、データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第２抽出成分に、第２抽出成分の位置に対応する、新たに撮影された写真の周波数成分の位置に置換する成分置換部とを備えることを特徴とする撮影装置を提供するものである。
　ここで、最大近傍領域算出部は、新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分から所定の抽出処理により抽出された第３抽出成分とデータベースの各々対応する分割領域の周波数成分から所定の抽出処理により抽出された第４抽出成分とを照合して、それぞれの抽出成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求めるものであることが好ましい。
　また、成分置換部は、新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第１抽出成分を、データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第２抽出成分に置換するものであることが好ましい。
　また、成分置換部は、新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個（αは係数、ｎは撮影回数を表すｎ≧１の整数、ｎ－１はデータベースに蓄積された写真の周波数成分が更新された回数）の第１抽出成分を、データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個の第２抽出成分に置換するものであることが好ましい。
　さらに、第２抽出成分を、第１抽出成分に、第１抽出成分の位置に対応する、データベースの周波数成分の位置に置換するデータベース更新部を備えることが好ましい。
　また、データベース更新部は、データベースの各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第２抽出成分を、新たに撮影された写真の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第１抽出成分に置換するものであることが好ましい。
　また、データベース更新部は、データベースの各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個（αは係数、ｎは撮影回数を表すｎ≧１の整数、ｎ－１はデータベースに蓄積された写真の周波数成分が更新された回数）の第２抽出成分を、新たに撮影された写真の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個の第１抽出成分に置換するものであることが好ましい。
　ここで、所定の抽出処理は、総当たり、もしくは、任意の箇所の成分と基準値との照合を行って成分を抽出するものであることが好ましい。
　また、所定の抽出処理は、ランダム関数を用いて成分を抽出するものであることが好ましい。
　また、周波数成分抽出部は、所定の周波数成分として、第１周波数成分および第１周波数成分よりも周波数が低い第２周波数成分を抽出するものであり、
　領域分割部、最大近傍領域算出部、および、成分置換部は、第１および第２周波数成分のそれぞれについて処理を行うものであることが好ましい。
　さらに、新たに撮影された写真の周波数成分に含まれる成分の数を規格化する成分規格化部を備え、
　領域分割部は、規格化された周波数成分を分割領域に分割するものであることが好ましい。
　また、周波数成分抽出部は、所定の周波数成分として、第１周波数成分および第１周波数成分の周波数よりも周波数が低い第２周波数成分を抽出するものであり、
　領域分割部、最大近傍領域算出部、成分置換部、および、成分規格化部は、第１および第２周波数成分のそれぞれについて処理を行うものであることが好ましい。
　さらに、新たに撮影された写真のフォーカス領域を検出するフォーカス領域検出部を備え、
　周波数成分抽出部は、フォーカス領域内の画像データから周波数成分を抽出するものであることが好ましい。
　さらに、第１抽出成分が第２抽出成分に置換された、新たに撮影された写真の周波数成分から、置換後の画像を生成する画像生成部を備えることが好ましい。
　さらに、置換後の画像の画像データを保存する画像データ保存部を備えることが好ましい。
　また、本発明は、写真を撮影して画像データを取得する写真撮影ステップと、
　写真撮影ステップにより新たに撮影された写真の画像データから所定の周波数成分を抽出する周波数成分抽出ステップと、
　新たに撮影された写真の周波数成分を２以上の分割領域に分割する領域分割ステップと、
　新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分と過去に撮影された１枚以上の写真の周波数成分が蓄積されたデータベースの各々対応する分割領域の周波数成分とを照合して、それぞれの周波数成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求める最大近傍領域算出ステップと、
　新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第１抽出成分を、データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第２抽出成分に、第２抽出成分の位置に対応する、新たに撮影された写真の周波数成分の位置に置換する成分置換ステップとを含むことを特徴とする撮影方法を提供する。
　また、本発明は、上記に記載の撮影方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
　また、本発明は、上記に記載の撮影方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
　本発明では、新たに撮影された写真の周波数成分の一部の抽出成分が、過去に撮影された写真の周波数成分の一部の抽出成分に、過去の写真の抽出成分の位置に対応する、新たな写真の位置に置換される。これにより、本発明によれば、肌が衰えて、小じわ、弛み、浮腫みなどが増加する前の状態に時間を巻き戻すことができ、被写体が実際より若かりし頃に写る写真を撮影することができる。
本発明の撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。 図１に示す撮影装置の動作を表すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の画像データから抽出された高周波成分および中周波成分の画像を表す概念図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の規格化された周波数成分およびデータベースに蓄積された周波数成分が分割領域に分割された様子を表す概念図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、高周波成分および中周波成分それぞれの最大近傍領域を表す概念図である。 図５（Ａ）に示す高周波成分について、新たに撮影された写真の規格化された高周波成分の第１抽出成分と、データベースの高周波成分の第２抽出成分とを置換する様子を表す概念図である。
　以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の撮影装置、撮影方法およびプログラムを詳細に説明する。
　図１は、本発明の撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示す撮影装置１０は、新たに撮影された写真の一部が過去に撮影された写真の一部に置換された写真を作成するものであり、写真撮影部１２と、データベース１４と、フォーカス領域検出部１６と、周波数成分抽出部１８と、成分規格化部２０と、領域分割部２２と、最大近傍領域算出部２４と、成分置換部２６と、データベース更新部２８と、画像生成部３０と、画像データ保存部３２とによって構成されている。
　写真撮影部１２は、デジタルカメラ、カメラ機能を有する携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末のように、写真を撮影してその画像データ（デジタルデータ）を取得するものである。
　データベース（ＤＢ）１４は、写真撮影部１２により過去に撮影された１枚以上の写真の所定の周波数成分が蓄積されたものである。
　本実施形態では、所定の周波数成分として、高周波成分（第１周波数成分）と、高周波成分の周波数よりも周波数が低い中周波成分（第２周波数成分）が抽出される。高周波成分の周波数は、写真撮影部１２の性能により決定されるものであり、中周波成分の周波数は、例えば、高周波成分の周波数／２√２により定義されるものとする。
　フォーカス領域検出部１６は、写真撮影部１２により新たに撮影された写真のフォーカス領域を検出するものである。
　自分撮りの場合、被写体（撮影者）と写真撮影部１２との距離（撮影距離）は、撮影者の腕の長さ（リーチ）であり、顔の中心部（通常、鼻の位置）にフォーカスが合わされていると考えられる。
　なお、前述のように、鼻の位置にフォーカスが合わされている場合、フォーカス領域を検出することは必須ではない。
　周波数成分抽出部１８は、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の画像データから所定の周波数成分、本実施形態の場合、前述のように、高周波成分および中周波成分を抽出するものである。
　成分規格化部２０は、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の周波数成分に含まれる成分の数を規格化するものである。
　自分撮りの場合、撮影距離が変われば、被写体の顔の大きさが変わり、撮影された写真の単位面積当たりの画素数が変化する。そのため、成分規格化部２０は、単位面積当たりの周波数成分に含まれる成分の数を規格化する。
　なお、自分撮りの場合で、撮影距離が変わらない場合、被写体の顔の大きさは変わらないため、周波数成分の規格化は必須ではない。
　領域分割部２２は、新たに撮影された写真の規格化されたフォーカス領域内の周波数成分を２以上の小領域（分割領域）に分割するものである。
　各々の分割領域は矩形でなくても三角形やハニカム形状などのようにほぼ等面積の小領域に分割できればよく、必ずしも同形状・相似形状の領域でなくてもよい。
　また、各々の分割領域の面積も適宜決定することができる。各々の分割領域の面積が異なる場合には、面積の差分を重み付けすることで各々の分割領域を同等に扱えるようにしてもよい。さらに、隣接する分割領域は重複部分があってもよい。
　最大近傍領域算出部２４は、新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分と、データベース１４の各々対応する分割領域の周波数成分とを照合して、それぞれの周波数成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求めるものである。
　最大近傍領域算出部２４は、新たに撮影された写真の分割領域と１対１に対応するデータベース１４の分割領域とを照合してもよいし、その周囲のデータベース１４の複数の分割領域と各々照合して、最大近傍領域が最大となるものを求めてもよい。
　成分置換部２６は、新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の抽出成分（第１抽出成分）を、データベース１４の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の抽出成分（第２抽出成分）に、第２抽出成分の位置に対応する、新たに撮影された写真の周波数成分の位置に置換するものである。
　データベース更新部２８は、第２抽出成分を、第１抽出成分に、第１抽出成分の位置に対応する、データベース１４の周波数成分の位置に置換するものである。
　画像生成部３０は、成分置換部２６により第１抽出成分が第２抽出成分に置換された、新たに撮影された写真の周波数成分から、置換後の画像を生成するものである。
　画像データ保存部３２は、置換後の画像の画像データを保存するものである。
　次に、本発明の撮影方法に従って、撮影装置１０の概略動作を図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
　まず、写真撮影部１２により、被写体の写真が撮影され、その画像データが取得される（ステップＳ１）。
　本実施形態では、撮影者が自分撮りを行って、数年にわたって自分自身の顔写真が撮影され、過去に撮影された１枚以上の写真の高周波数成分および中周波成分がデータベース１４に蓄積されているものとする。
　続いて、フォーカス領域検出部１６により、写真撮影部１２により新たに撮影された写真のフォーカス領域が検出される（ステップＳ２）。
　例えば、図３、図４に円形の枠で示す領域がフォーカス領域である。
　続いて、周波数成分抽出部１８により、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の画像データから高周波成分が抽出される（ステップＳ３Ａ）。
　同様に、中周波成分が抽出される（ステップＳ３Ｂ）。
　図３（Ａ）および（Ｂ）は、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の画像データから抽出された高周波成分および中周波成分の画像を表す概念図である。
　同図（Ａ）に示す高周波成分の画像は、例えば、目、鼻、口などのように、形状が細かく変化している部分を表すため、画像がはっきりとしている。これに対し、同図（Ｂ）に示す中周波成分の画像は、形状がおおまかに変化している部分を表すため、画像がぼんやりとしている。また、高周波成分、中周波成分の中に含まれる成分は、被写体の各部の形状に応じて密な部分と、粗な部分がある。
　続いて、成分規格化部２０により、フォーカス領域内の高周波数成分に含まれる成分の数が規格化される（ステップＳ４Ａ）。
　同様に、中周波成分に含まれる成分の数が規格化される（ステップＳ４Ｂ）。
　続いて、領域分割部２２により、図４（Ａ）に示すように、新たに撮影された写真のフォーカス領域内の規格化された高周波数成分が分割領域に分割される（ステップＳ５Ａ）。
　同様に、中周波成分が分割領域に分割される（ステップＳ５Ｂ）。
　また、図２では簡略化しているが、同様に、図４（Ｂ）に示すように、データベース１４に蓄積された高周波成分および中周波成分のそれぞれが分割領域に分割される（ステップＳ５Ｃ）。あるいは、データベース１４の周波数成分は、あらかじめ分割領域に分割されていてもよい。
　続いて、最大近傍領域算出部２４により、新たに撮影された写真の各々の分割領域の高周波数成分の中から、例えば、ランダム関数を用いてランダムに抽出された抽出成分（第３抽出成分）と、データベース１４の各々対応する分割領域の高周波数成分の中からランダムに抽出された抽出成分（第４抽出成分）との照合が行われ、それぞれの抽出成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域が求められる（ステップＳ６Ａ）。
　同様に、中周波成分についても最大近傍領域が求められる（ステップＳ６Ｂ）。
　図５（Ａ）および（Ｂ）は、高周波成分および中周波成分それぞれの最大近傍領域を表す概念図である。
　同図（Ａ）および（Ｂ）の四角の枠は、図４（Ａ）および（Ｂ）において、新たに撮影された写真（規格化後）およびデータベース１４の高周波成分および中周波成分のそれぞれに示された１つの分割領域を表し、円形の枠は、最大近傍領域を表している。また、高周波成分および中周波成分のそれぞれに含まれる成分は黒丸で示されている。
　分割領域毎に最大近傍領域を決定するため、最大近傍領域は、各々の分割領域の領域内に含まれる大きさとなる。また、最大近傍領域は、新たに撮影された写真およびデータベース１４の分割領域内において、同じ位置、同じ大きさとなる。
　ここで、最大近傍領域が大きいということは、分割領域において、新たに撮影された写真と、過去に撮影された写真との一致度が大きい、つまり、新たに撮影された写真は、過去に撮影された写真からの変化が小さいということを意味する。
　一方、最大近傍領域が小さいということは、分割領域において、両者の一致度が小さい、つまり、新たに撮影された写真は、過去に撮影された写真からの変化が大きいということを意味する。
　続いて、成分置換部２６により、新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の高周波数成分の中からランダムに抽出されたα（ｎ－１）個（αは係数、ｎは撮影回数を表すｎ≧１の整数、ｎ－１はデータベース１４に蓄積された写真の周波数成分が更新された回数）の第１抽出成分が、データベース１４の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中からランダムに抽出されたα（ｎ－１）個の第２抽出成分に、第２抽出成分の位置に対応する、新たに撮影された写真の高周波成分の位置に置換される（ステップＳ７Ａ）。
　同様に、中周波成分についても置換される（ステップＳ７Ｂ）。
　一方、データベース更新部２８により、データベース１４の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中からランダムに抽出されたα（ｎ－１）個の第２抽出成分が、新たに撮影された写真の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中からランダムに抽出されたα（ｎ－１）個の第１抽出成分に、第１抽出成分の位置に対応する、データベース１４の高周波数成分の位置に置換され、データベース１４に蓄積された高周波成分が更新される（ステップＳ７Ｃ）。
　同様に、中周波成分についても置換される。
　ここで、従来の美肌処理やスムージング処理等の画像補正処理では、処理の前後で画像の大きさ（情報量）が変化する。従来の画像補正処理では、一般的に、処理後の画像は処理前の画像よりも大きくなる。
　これに対し、成分置換部２６およびデータベース更新部２８は、第１抽出成分と第２抽出成分とを置換する。そのため、置換後の写真、および、データベース１４に蓄積される周波数成分の大きさ（情報量）は、置換の前後で全く変化しない。
　なお、ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂ，Ｓ７Ａ，Ｓ７Ｂ，Ｓ７Ｃにおいて、それぞれの周波数成分の中からランダムに成分を抽出することは必須ではない。成分の抽出処理として、例えば、総当たり、ないし、任意の箇所の成分と基準値との照合を行って成分を抽出してもよい。また、（ｎ－１）個の成分を置換することも必須ではなく、係数αにより適宜変更することができる。
　本実施形態では、成分置換部２６により第１抽出成分を第２抽出成分に置換し、データベース更新部２８により第２抽出成分を第１抽出成分に置換しているが、第１抽出成分と第２抽出成分とを置換することにより、両者を１度で置換することができる。
　図６は、図５（Ａ）に示す高周波成分について、新たに撮影された写真の規格化された高周波成分の第１抽出成分と、データベースの高周波成分の第２抽出成分とを置換する様子を表す概念図である。同図において、第１および第２抽出成分は白丸で示されている。
　図６に示すように、新たに撮影された写真の分割領域では第１抽出成分が消去され、第２抽出成分が、第２抽出成分の位置に対応する、新たに撮影された写真の位置に配置される。一方、データベース１４の分割領域では第２抽出成分が消去され、第１抽出成分が、第１抽出成分の位置に対応する、データベース１４の位置に配置される。
　続いて、画像生成部３０により、第１抽出成分が第２抽出成分に置換された、新たに撮影された写真の高周波数成分および中周波成分から、置換後の画像（写真）が生成される（ステップＳ８）。
　そして最後に、画像データ保存部３２により、置換後の画像の画像データが保存される（ステップＳ９）。
　以上のように、撮影装置１０では、新たに撮影された写真の周波数成分の一部の抽出成分が、過去に撮影された写真の周波数成分の一部の抽出成分に、過去の写真の抽出成分の位置に対応する、新たな写真の位置に置換される。これにより、肌が衰えて、小じわ、弛み、浮腫みなどが増加する前の状態に時間を巻き戻すことができ、被写体が実際より若かりし頃に写る写真を撮影することができる。
　なお、自分撮りを行って撮影された写真を例に挙げて説明したが、これに限定されず、本発明は、数年にわたって撮影された複数枚の写真に対して適用することができる。
　また、上記実施形態では、写真から高周波成分と中周波成分の２つの周波数成分を抽出しているが、これに限定されず、１つの周波数成分だけを抽出してもよいし、３以上の周波数成分を抽出してもよい。
　本発明は、基本的に以上のようなものである。
　以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
　１０　撮影装置
　１２　写真撮影部
　１４　データベース
　１６　フォーカス領域検出部
　１８　周波数成分抽出部
　２０　成分規格化部
　２２　領域分割部
　２４　最大近傍領域算出部
　２６　成分置換部
　２８　データベース更新部
　３０　画像生成部
　３２　画像データ保存部

Claims (18)

  1. 　写真を撮影して画像データを取得する写真撮影部と、
    　前記写真撮影部により過去に撮影された１枚以上の写真の所定の周波数成分が蓄積されたデータベースと、
    　前記写真撮影部により新たに撮影された写真の画像データから前記所定の周波数成分を抽出する周波数成分抽出部と、
    　前記新たに撮影された写真の周波数成分を２以上の分割領域に分割する領域分割部と、
    　前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分と前記データベースの各々対応する分割領域の周波数成分とを照合して、それぞれの周波数成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求める最大近傍領域算出部と、
    　前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第１抽出成分を、前記データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第２抽出成分に、該第２抽出成分の位置に対応する、前記新たに撮影された写真の周波数成分の位置に置換する成分置換部とを備えることを特徴とする撮影装置。
  2. 　前記最大近傍領域算出部は、前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第３抽出成分と前記データベースの各々対応する分割領域の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第４抽出成分とを照合して、それぞれの抽出成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求めるものである請求項１に記載の撮影装置。
  3. 　前記成分置換部は、前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第１抽出成分を、前記データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第２抽出成分に置換するものである請求項１または２に記載の撮影装置。
  4. 　前記成分置換部は、前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個（αは係数、ｎは撮影回数を表すｎ≧１の整数、ｎ－１は前記データベースに蓄積された写真の周波数成分が更新された回数）の第１抽出成分を、前記データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個の第２抽出成分に置換するものである請求項３に記載の撮影装置。
  5. 　さらに、前記第２抽出成分を、前記第１抽出成分に、該第１抽出成分の位置に対応する、前記データベースの周波数成分の位置に置換するデータベース更新部を備える請求項１～４のいずれかに記載の撮影装置。
  6. 　前記データベース更新部は、前記データベースの各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第２抽出成分を、前記新たに撮影された写真の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出された第１抽出成分に置換するものである請求項５に記載の撮影装置。
  7. 　前記データベース更新部は、前記データベースの各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個（αは係数、ｎは撮影回数を表すｎ≧１の整数、ｎ－１は前記データベースに蓄積された写真の周波数成分が更新された回数）の第２抽出成分を、前記新たに撮影された写真の各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から所定の抽出処理により抽出されたα（ｎ－１）個の第１抽出成分に置換するものである請求項６に記載の撮影装置。
  8. 　前記所定の抽出処理は、総当たり、もしくは、任意の箇所の成分と基準値との照合を行って成分を抽出するものである請求項２～４，６および７のいずれかに記載の撮影装置。
  9. 　前記所定の抽出処理は、ランダム関数を用いて成分を抽出するものである請求項２～４，６および７のいずれかに記載の撮影装置。
  10. 　前記周波数成分抽出部は、前記所定の周波数成分として、第１周波数成分および該第１周波数成分よりも周波数が低い第２周波数成分を抽出するものであり、
    　前記領域分割部、前記最大近傍領域算出部、および、前記成分置換部は、前記第１および第２周波数成分のそれぞれについて処理を行うものである請求項１～９のいずれかに記載の撮影装置。
  11. 　さらに、前記新たに撮影された写真の周波数成分に含まれる成分の数を規格化する成分規格化部を備え、
    　前記領域分割部は、前記規格化された周波数成分を分割領域に分割するものである請求項１～１０のいずれかに記載の撮影装置。
  12. 　前記周波数成分抽出部は、前記所定の周波数成分として、第１周波数成分および該第１周波数成分の周波数よりも周波数が低い第２周波数成分を抽出するものであり、
    　前記領域分割部、前記最大近傍領域算出部、前記成分置換部、および、前記成分規格化部は、前記第１および第２周波数成分のそれぞれについて処理を行うものである請求項１１に記載の撮影装置。
  13. 　さらに、前記新たに撮影された写真のフォーカス領域を検出するフォーカス領域検出部を備え、
    　前記周波数成分抽出部は、前記フォーカス領域内の画像データから周波数成分を抽出するものである請求項１～１２のいずれかに記載の撮影装置。
  14. 　さらに、前記第１抽出成分が第２抽出成分に置換された、前記新たに撮影された写真の周波数成分から、置換後の画像を生成する画像生成部を備える請求項１～１３のいずれかに記載の撮影装置。
  15. 　さらに、前記置換後の画像の画像データを保存する画像データ保存部を備える請求項１４に記載の撮影装置。
  16. 　写真を撮影して画像データを取得する写真撮影ステップと、
    　前記写真撮影ステップにより新たに撮影された写真の画像データから所定の周波数成分を抽出する周波数成分抽出ステップと、
    　前記新たに撮影された写真の周波数成分を２以上の分割領域に分割する領域分割ステップと、
    　前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の周波数成分と過去に撮影された１枚以上の写真の周波数成分が蓄積されたデータベースの各々対応する分割領域の周波数成分とを照合して、それぞれの周波数成分に含まれる成分が一致する総数が最大となる最大近傍領域を求める最大近傍領域算出ステップと、
    　前記新たに撮影された写真の各々の分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第１抽出成分を、前記データベースの各々対応する分割領域の最大近傍領域外の周波数成分の中から抽出された一部の第２抽出成分に、該第２抽出成分の位置に対応する、前記新たに撮影された写真の周波数成分の位置に置換する成分置換ステップとを含むことを特徴とする撮影方法。
  17. 　請求項１６に記載の撮影方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
  18. 　請求項１６に記載の撮影方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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